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Mar. 29 2018

海中的蜜蜂

  • 海中的蜜蜂

    海中的蜜蜂

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最新研究揭露蝦后如何走上垂簾聽政的迷人演化之路。

槍蝦的大螯能以令人難以置信的速度閉合,在海中發出極大的噪音。PHOTOGRAPH BY KENNETH MACDONALD, SMITHSONAIN

牠,能以時速96公里的速度閉合大螯,藉此創造噪音衝擊波擊昏甚至擊殺敵人,「槍」蝦一稱確實名不虛傳。

但對這些透明的甲殼類來說,快速拔槍可不是牠們最引人入勝的特點,許多物種甚至穴居在珊瑚礁上的海綿中。

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你瞧,槍蝦是海洋中目前已知唯一具有真社會性(eusociality)的動物──滿足「分工」與「集體育幼」兩個條件,常見的例子,在昆蟲中還有蜜蜂,以及哺乳類的裸鼴鼠等。

也正因如此,科學家對於槍蝦的真社會性是如何形成的相當感興趣。

近年來,科學家們了解到槍蝦群時常處於戰爭狀態:擁有巨螯的雄蝦會像盡責的衛兵一樣,在整個蝦群的周遭巡邏,保護負責產卵的蝦后;而躲在整個蝦群中心的則是幼蝦,成蝦會保護並餵養牠們直到牠們成熟到足以上工。

槍蝦群體生活的模式與蜜蜂如出一轍,牠們可是已知唯一具真社會性的海洋生物。PHOTOGRAPH BY EMMETT DUFFY, SMITHSONIAN

「在牠們長大後,牠們會留下並照料下一代。」杜克大學的博士生暨演化人類學家莎莉.波恩布希(Sally Bornbusch)說道。

而現在,波恩布希與同事在新的研究中有個迷人的發現──蝦后在生殖與防禦力上的權衡。

戰爭與和平

波恩布希與同事在這份研究中蒐集並檢視了超過300隻在巴拿馬、貝里斯、巴哈馬、牙買加、佛羅里達等地的珊瑚礁中,隱身於海綿裡的槍蝦蝦后。

目前已知有七或八種真社會性的槍蝦。PHOTOGRAPH BY KENNETH MACDONALD, SMITHSONAIN

研究團隊發現,當蝦群中只有一隻蝦后時,蝦后產卵數較多,螯也比較小。

同理,當蝦群中有數隻蝦后時,這些蝦后彼此間為了競爭有限的資源,會與配偶連袂與其他蝦后爭鬥。這些蝦后的產卵數則較少,螯倒是比較大。

雖然計算產卵數與測量螯的大小,表面上看起來沒什麼,不過理解其中的權衡,有助於科學家釐清為何演化出真社會性的動物少之又少,還有牠們從真社會性又得到了些什麼?

波恩布希的研究在3月14日發表在登上《科學公共圖書館.總刊》(PLOS ONE):「就理論來說,魚與熊掌不可兼得,你必須在生殖與防禦之間權衡能量投資。」

一隻白色槍蝦正在印尼北蘇拉威西的珊瑚礁上休息。PHOTOGRAPH BY WATERFRAME, ALAMY

消失的蝦

不過,生物學家安東尼.澤拉(Anthony Zera)對波恩布希的演化權衡發現,並不認同。

澤拉在內布拉斯加大學林肯分校(University of Nebraska-Lincoln)研究多種演化關係,他解釋:「(特別是在實驗室的環境下),『權衡』本身難以度量的程度遠超出許多研究者的認知。」

從海綿裡向外窺探的槍蝦。許多甲殼類穴居在海綿孔道內。PHOTOGRAPH BY EMMETT DUFFY, SMITHSONIAN

澤拉提到,值得注意的地方在於,這份新研究只調查了六個物種,而且也並非六種都具備如此權衡行為。

為此波恩布希解釋,他當然希望能在研究中涵蓋更多物種,不過就目前已知也僅有七或八種槍蝦具有真社會性。

我們對槍蝦如何組成蝦群、壽命多長依然未知。PHOTOGRAPH BY KENNETH MACDONALD, SMITHSONAIN

展望未來,波恩布希期望能調查這些槍蝦壽命有多長?新蝦群如何形成?蝦后又是怎麼抑制蝦群中其他雌蝦的生殖力?

不幸的是,時間可能快不夠了。或許跟全球的珊瑚逐漸死亡的原因有關,槍蝦也正在消失。

波恩布希說,十多年前槍蝦還主宰著珊瑚礁上的海綿棲地,不過現在許多當地的槍蝦都滅絕了。

波恩布希說明:「我們不僅擔心失去珊瑚礁時也一起失去了所有美麗的魚,更重要的是這也影響了這些對科學來說,至關重要的小生物。」

撰文:Jason Bittel

編譯:曾柏諺

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